본 연구는 예비 중등교사들을 대상으로 지구 내부에서의 방사성 동위원소에 대한 예비 중등교사의 대안개념의 구조를 이해하는 것이다. 그들의 대안개념의 구조를 Lakatos의 방법론을 기준틀로 한 Niaz(1998)의 제안을 사용하여 분석하였다. 이 연구는 사범대학 과학교육과 3∼4학년 17명을 대상으로 하였다. 연구 방법으로는 개방형 질문지법(open-ended written questionnaire)을 사용하였다. 연구 결과, 예비 중등교사들은 지구내부에서 방사성 동위원소의 붕괴의 설명은 지층의 높은 열과 압력이 그들의 대안개념에 가장 큰 영향을 주고 있었다. 또한 우리가 제안한 과학개념구성을 위한 과학 철학적 수업전략에 따른 그들의 개념변화를 조사하였다.

본 연구에서는 예비 중등 교사들이 가지고 있는 달의 위상 변화에 대한 설명적 일관성을 탐색하기 위해서 설명적 일관성의 조건을 제안하고 그 일관성에 따른 유형들을 탐색하였다. 본 연구에서는 천문현상에 대한 정신 모형을 설명적 일관성의 관점에서 다음의 4가지 유형으로 분류하였다. 첫째, ad hoc의 확장형, 둘째, 경쟁 이론의 단순한 추가형, 셋째, 처음 이론에 강한 의문을 가지지만 처음 이론과 경쟁 이론 간의 설명 불가능한 과도기 모형, 넷째, 상황에 따라서 처음 이론과 과학적 이론인 경쟁 이론을 상황에 따라서 사용하고 있는 과도기 모형이다.

이 연구는 예비 중등 교사들을 대상으로 Lakatos의 방법론에 따라서 "계절 변화의 설명"에 대한 대안 모형을 조사하였다. 조사대상은 사범대학 과학교육학부 74명이다. 조사 결과 계절 변화에 대한 예비 중등 교사들의 설명은 과학적 모형과 불일치하는 대안 모형들을 가지고 있었다. 이러한 명백한 불일치의 대안 개념은 어떤 일관성 있는 방향으로, 자신들이 가지고 있는 대안 모형의 핵심 신념을 사용한다고 가정함으로서 설명되어 진다고 우리는 주장한다. 따라서 이 연구에서는 예비 교사들의 대안 모형을 극복하기 위해서 먼저 그들이 가지고 있다고 가정할 수 있는 핵심 신념들과 가능한 근원들을 알아보는 것이다. 그러한 근원들 중에서 교과서가 예비 교사의 대안 모형의 근원을 제공할 가능성을 배제할 수는 없다.